Processamento de consolidação (explicado de forma simples)

Processamento de consolidação (explicado de forma simples)

A liquidação de consolidação é um tipo diferente de liquidação que experimentamos em comparação com outros tipos de liquidação de fundação.

Existem essencialmente dois tipos de assentamentos.

  1. Processamento imediato
  2. Faturamento dependente do tempo, ou seja, faturamento de consolidação

Vejamos o que é compactação do solo.

Consolidação

Quando a construção da fundação é concluída (aplicando carga adicional), a pressão da água nos poros na argila saturada aumenta porque a condutividade hidráulica da argila é muito baixa. Leva algum tempo para que o excesso de água dos poros evapore e a tensão transferida para o esqueleto do solo aumente.

Este aumento gradual na tensão efetiva na camada de argila resulta em recalque ao longo do tempo, conhecido como recalque de consolidação.

Além disso, a compactação do solo pode ser realizada da seguinte forma.

A aplicação de cargas resulta na compressão volumétrica dos solos subjacentes. Quando o solo está saturado, a pressão da água nos poros aumenta imediatamente após a aplicação das cargas. Consolidação é o processo em que ocorre redução de volume devido à expulsão de água dos poros da água.

A dissipação do excesso de pressão da água nos poros é acompanhada por um aumento na tensão efetiva e na deformação volumétrica. Solos coesos têm condutividade hidráulica muito mais baixa, razão pela qual a compactação demora muito mais tempo.

A consolidação do solo ocorre em duas fases.

  1. Liquidação de consolidação primária
  2. Contabilidade de consolidação secundária

Mais informações sobre esses dois serão discutidas em detalhes na última parte deste artigo.

Alguns aspectos importantes da liquidação de consolidação são os seguintes.

  • Processo de dependência de tempo
  • É um processo tridimensional, pois o movimento da água pode ocorrer em qualquer direção. Porém, o limite do solo na direção lateral e a consolidação podem ser considerados verticais e unidimensionais.
  • A permeabilidade do solo influencia a sua compactação.

Vamos discutir alguns termos para entender a consolidação.

terminologia

Consolidação primária

A compactação dos solos compressíveis ocorre em duas fases previamente definidas.

A consolidação primária é um processo de dissipação do aumento da pressão da água nos poros devido à ação de cargas na camada do solo e ao aumento da tensão efetiva no esqueleto do solo.

Isto leva a uma mudança no volume do esqueleto do solo. A liquidação causada pela redução de volume é chamada de liquidação de consolidação primária.

Consolidação secundária

A solidificação secundária ocorre após a solidificação primária, ou seja, com a redução do aumento da pressão da água nos poros.

Durante a consolidação secundária, o esqueleto do solo é reorganizado, reduzindo a pressão da água nos poros e reduzindo o volume.

Nesta fase a liquidação ocorre através da consolidação secundária.

Este processo também é conhecido como rastejamento.

Superconsolidação

Sobreconsolidação: A comparação da tensão que atua no solo no estágio atual com a tensão mais alta que o solo está enfrentando.

Se a tensão atual for menor que a exercida no passado, o sólido está superconsolidado.

Taxa de superconsolidação OCR

OCR é usado para determinar o estado de compactação do solo em relação ao passado.

OCR = Maior Carga do Solo / Carga Atual do Solo

O OCR pode interpretar a carga aplicada como OCR vezes menor que a carga já aplicada durante a consolidação.

Atua como um fator de segurança contra futuras consolidações.

Solo normalmente compactado

Um solo que está atualmente sob a maior tensão é chamado de “solo normalmente consolidado” e tem um OCR de um.

ou seja

Carga máxima do solo = Carga atual do solo

A maior pressão de sobrecarga através do solo (peso ou tensão exercida pelas outras camadas acima) permanece a mesma de agora.

Pressão de pré-consolidação

A máxima tensão vertical efetiva de sobrecarga à qual uma determinada amostra de solo foi submetida no passado.

A pressão de pré-consolidação também é expressa por outros termos, como tensão de pré-consolidação, tensão de pré-compressão, tensão de pré-compactação e tensão de pré-compressão.

Grau de consolidação

Grau de consolidação = grau de consolidação num determinado momento com uma massa de solo / grau total de consolidação alcançável sob as condições de carregamento dadas.

Para uma camada de argila isto também pode ser escrito da seguinte forma.

Grau de consolidação = recalque da camada de argila no tempo t após a aplicação da carga / recalque máximo de consolidação que a camada de argila sofre sob uma determinada carga.

Os tipos de solo estão sujeitos a liquidação de consolidação

A seguir Tipos de solo são vulneráveis ​​a acordos de consolidação.

  • volume
  • Solos orgânicos
  • Solos siltosos

Agora vamos passar para o trópico de consolidação

Consolidação primária

A definição de consolidação primária é explicada acima na seção Terminologia.

Vamos calcular o método de faturamento de consolidação primária

Existem dois estágios diferentes do solo.

  • Solo normalmente compactado
  • Acima do terreno consolidado

É necessário avaliar a compactação do solo com base nas condições acima.

Cálculo do recalque de consolidação de solo normalmente consolidado

Simplificando, o solo normalmente consolidado sofre o maior estresse desde o passado até hoje (atualmente).

Primeiro, vejamos a distribuição das tensões sob a fundação, onde existe uma camada de argila. Mais importante ainda, levamos em consideração a tensão média na camada de argila ao calcular o recalque.

O aumento médio da pressão na camada de argila pode ser calculado da seguinte forma.

Δσ'um V = (1/6)(Δσ'T +Δσ'M +Δσ'b )

O recalque da fundação pode ser calculado usando a equação acima. Para obter mais informações, você pode consultar o exemplo de cálculo no final deste artigo.

Cálculo do recalque de consolidação de solo argiloso superconsolidado

Dependendo da carga aplicada, pode ser realizado um cálculo de liquidação.

Caso 01: A tensão aplicada é menor que a tensão antes da solidificação

Caso 02: A tensão aplicada é maior que a tensão antes da solidificação

Consolidação secundária

O recalque da consolidação secundária ocorre quando o excesso de pressão da água nos poros que se desenvolveu imediatamente após a aplicação da carga é completamente aliviado.

A consolidação secundária refere-se aos recalques que surgem do ajuste plástico das estruturas do solo ao final da consolidação primária.

A consolidação secundária também pode ser explicada como deslizamento e realinhamento das partículas do solo sob carga sustentada.

A consolidação secundária pode ser calculada da seguinte forma.

Os seguintes fatores devem ser levados em consideração ao avaliar a contabilidade de consolidação secundária:

  • Solos orgânicos e altamente compressíveis são mais suscetíveis a maior consolidação secundária
  • A consolidação secundária é menos significativa em argilas inorgânicas superconsolidadas porque o índice de compressão secundária é muito baixo.

Tipos de testes para determinar a contabilidade de consolidação

  • Teste de consolidação unidimensional
  • Teste de edômetro
  • Edômetro de carregamento incremental

Exemplo resolvido: Cálculo do recalque de consolidação primária em argila normalmente consolidada

A figura a seguir mostra as informações da amostra de trabalho

A compactação do solo (geralmente compactado) pode ser calculada usando a seguinte equação, explicada neste artigo.

SC =CCHC/(1+e0)log((σ'0+Δσ'um V)/σ'0)

Onde

SC – Assentamento de consolidação em argila normalmente consolidada

CC – Índice de compressão – determinado com base em testes laboratoriais

HC – Altura da camada de argila

t0 – Conteúdo original de poros da camada de argila – a ser determinado através de testes laboratoriais em amostras indeformadas

σ'0 – Tensão do solo no meio da camada de argila

Δσ'um V – Aumento médio da tensão na camada de argila devido à carga de fundação

Calcular a tensão do solo (σ'0 ) no meio da camada de argila

σ'0 = 1,5×16 + 0,5(17-9,81) + 1x(17-9,81) = 34,785 kN/m2

Calcule o aumento na tensão do solo devido à carga de fundação na altura média da camada de argila

Δσ'um V = (1/6)(Δσ'T + 4Δσ'M +Δσ'b )

O método de cálculo da tensão sob a fundação é mais trabalhoso. Porém, no livro “Princípios em Engenharia de Fundações” existe uma tabela simplificada que pode ser chamada de cálculo rápido. O método de cálculo da tensão sob a fundação pode ser realizado utilizando a seguinte equação.

Considere a largura e o comprimento da fundação como (LxL = 1mx2m). A profundidade “z” é medida a partir da base da fundação.

P0 = 150kN/m2

t0 – 0,8

estresse M1 por exemplo N1 EUC P0EUC
∆σ'T 2 1 1 0,800 120
∆σ'M 2 2 4 0,190 28,5
∆σ'b 2 3 6 0,095 14h25

Agora vamos calcular o aumento da tensão do solo.

Δσ'um V = (1/6)(Δσ'T + 4Δσ'M +Δσ'b )

Δσ'um V = (1/6)( 120 + 4×28,5 + 14,25 ) = 41,375 kN/m2

Calcular faturamento

SC =CCHC/(1+e0)log((σ'0+Δσ'um V)/σ'0)

SC = 0,3×2/(1+0,8) log((34,785+41,375)/34,785) = 0,113 m = 113 mm

A consolidação primária de solo normalmente consolidado pode ser calculada conforme descrito acima. Da mesma forma, o endurecimento secundário também pode ser calculado utilizando os métodos discutidos anteriormente.

Referências

Noções básicas de construção básica

Internet

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